禁用Executors創(chuàng)建線程池的原因有哪些

這篇文章將為大家詳細(xì)講解有關(guān)禁用Executors創(chuàng)建線程池的原因有哪些，文章內(nèi)容質(zhì)量較高，因此小編分享給大家做個(gè)參考，希望大家閱讀完這篇文章后對(duì)相關(guān)知識(shí)有一定的了解。

線程池的定義

管理一組工作線程。通過線程池復(fù)用線程有以下幾點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：

• 減少資源創(chuàng)建 => 減少內(nèi)存開銷，創(chuàng)建線程占用內(nèi)存

• 降低系統(tǒng)開銷 => 創(chuàng)建線程需要時(shí)間，會(huì)延遲處理的請(qǐng)求

• 提高穩(wěn)定穩(wěn)定性 => 避免無限創(chuàng)建線程引起的OutOfMemoryError【簡(jiǎn)稱OOM】

Executors創(chuàng)建線程池的方式

根據(jù)返回的對(duì)象類型創(chuàng)建線程池可以分為三類：

• 創(chuàng)建返回ThreadPoolExecutor對(duì)象

• 創(chuàng)建返回ScheduleThreadPoolExecutor對(duì)象

• 創(chuàng)建返回ForkJoinPool對(duì)象

本文只討論創(chuàng)建返回 ThreadPoolExecutor 對(duì)象

ThreadPoolExecutor對(duì)象

在介紹 Executors 創(chuàng)建線程池方法前先介紹一下 ThreadPoolExecutor ，因?yàn)檫@些創(chuàng)建線程池的靜態(tài)方法都是返回 ThreadPoolExecutor 對(duì)象，和我們手動(dòng)創(chuàng)建 ThreadPoolExecutor 對(duì)象的區(qū)別就是我們不需要自己傳構(gòu)造函數(shù)的參數(shù)。 ThreadPoolExecutor 的構(gòu)造函數(shù)共有四個(gè)，但最終調(diào)用的都是同一個(gè)：

public ThreadPoolExecutor(int corePoolSize,
       int maximumPoolSize,
       long keepAliveTime,
       TimeUnit unit,
       BlockingQueue<Runnable> workQueue,
       ThreadFactory threadFactory,
       RejectedExecutionHandler handler)

構(gòu)造函數(shù)參數(shù)說明：

• corePoolSize => 線程池核心線程數(shù)量

• maximumPoolSize => 線程池最大數(shù)量

• keepAliveTime => 空閑線程存活時(shí)間

• unit => 時(shí)間單位

• workQueue => 線程池所使用的緩沖隊(duì)列

• threadFactory => 線程池創(chuàng)建線程使用的工廠

• handler => 線程池對(duì)拒絕任務(wù)的處理策略

線程池執(zhí)行任務(wù)邏輯和線程池參數(shù)的關(guān)系

執(zhí)行邏輯說明：

• 判斷核心線程數(shù)是否已滿，核心線程數(shù)大小和corePoolSize參數(shù)有關(guān)，未滿則創(chuàng)建線程執(zhí)行任務(wù)

• 若核心線程池已滿，判斷隊(duì)列是否滿，隊(duì)列是否滿和workQueue參數(shù)有關(guān)，若未滿則加入隊(duì)列中

• 若隊(duì)列已滿，判斷線程池是否已滿，線程池是否已滿和maximumPoolSize參數(shù)有關(guān)，若未滿創(chuàng)建線程執(zhí)行任務(wù)

• 若線程池已滿，則采用拒絕策略處理無法執(zhí)執(zhí)行的任務(wù)，拒絕策略和handler參數(shù)有關(guān)

Executors創(chuàng)建返回ThreadPoolExecutor對(duì)象

Executors 創(chuàng)建返回ThreadPoolExecutor對(duì)象的方法共有三種：

• Executors#newCachedThreadPool => 創(chuàng)建可緩存的線程池

• Executors#newSingleThreadExecutor => 創(chuàng)建單線程的線程池

• Executors#newFixedThreadPool => 創(chuàng)建固定長(zhǎng)度的線程池

Executors#newCachedThreadPool方法

public static ExecutorService newCachedThreadPool() {
 return new ThreadPoolExecutor(0, Integer.MAX_VALUE,
         60L, TimeUnit.SECONDS,
         new SynchronousQueue<Runnable>());
}

CachedThreadPool 是一個(gè)根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建新線程的線程池

• corePoolSize => 0，核心線程池的數(shù)量為0

• maximumPoolSize => Integer.MAX_VALUE，線程池最大數(shù)量為Integer.MAX_VALUE，可以認(rèn)為可以無限創(chuàng)建線程

• keepAliveTime => 60L

• unit => 秒

• workQueue => SynchronousQueue

當(dāng)一個(gè)任務(wù)提交時(shí)， corePoolSize 為0不創(chuàng)建核心線程， SynchronousQueue 是一個(gè)不存儲(chǔ)元素的隊(duì)列，可以理解為隊(duì)里永遠(yuǎn)是滿的，因此最終會(huì)創(chuàng)建非核心線程來執(zhí)行任務(wù)。對(duì)于非核心線程空閑60s時(shí)將被回收。 因?yàn)?Integer.MAX_VALUE 非常大，可以認(rèn)為是可以無限創(chuàng)建線程的，在資源有限的情況下容易引起OOM異常

Executors#newSingleThreadExecutor方法

public static ExecutorService newSingleThreadExecutor() {
 return new FinalizableDelegatedExecutorService
  (new ThreadPoolExecutor(1, 1,
        0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
        new LinkedBlockingQueue<Runnable>()));
}

SingleThreadExecutor 是單線程線程池，只有一個(gè)核心線程

• corePoolSize => 1，核心線程池的數(shù)量為1

• maximumPoolSize => 1，線程池最大數(shù)量為1，即最多只可以創(chuàng)建一個(gè)線程，唯一的線程就是核心線程

• keepAliveTime => 0L

• unit => 毫秒

• workQueue => LinkedBlockingQueue

當(dāng)一個(gè)任務(wù)提交時(shí)，首先會(huì)創(chuàng)建一個(gè)核心線程來執(zhí)行任務(wù)，如果超過核心線程的數(shù)量，將會(huì)放入隊(duì)列中， 因?yàn)?LinkedBlockingQueue 是長(zhǎng)度為 Integer.MAX_VALUE 的隊(duì)列，可以認(rèn)為是無界隊(duì)列，因此往隊(duì)列中可以插入無限多的任務(wù)，在資源有限的時(shí)候容易引起 OOM 異常 ，同時(shí)因?yàn)闊o界隊(duì)列， maximumPoolSize 和 keepAliveTime 參數(shù)將無效，壓根就不會(huì)創(chuàng)建非核心線程

Executors#newFixedThreadPool方法

public static ExecutorService newFixedThreadPool(int nThreads) {
 return new ThreadPoolExecutor(nThreads, nThreads,
         0L, TimeUnit.MILLISECONDS,
         new LinkedBlockingQueue<Runnable>());
}

FixedThreadPool 是固定核心線程的線程池，固定核心線程數(shù)由用戶傳入

corePoolSize => 1，核心線程池的數(shù)量為1 maximumPoolSize => 1，只可以創(chuàng)建一個(gè)非核心線程 keepAliveTime => 0L unit => 秒 workQueue => LinkedBlockingQueue 它和 SingleThreadExecutor 類似，唯一的區(qū)別就是核心線程數(shù)不同，并且由于 使用的是 LinkedBlockingQueue ，在資源有限的時(shí)候容易引起 OOM 異常

總結(jié)：

• corePoolSize => nThreads，核心線程池的數(shù)量為1

• maximumPoolSize => nThreads，線程池最大數(shù)量為nThreads，即最多只可以創(chuàng)建nThreads個(gè)線程

• keepAliveTime => 0L

• unit => 毫秒

• workQueue => LinkedBlockingQueue

• 它和SingleThreadExecutor類似，唯一的區(qū)別就是核心線程數(shù)不同，并且由于使用的是LinkedBlockingQueue，在資源有限的時(shí)候容易引起OOM異常

這就是為什么禁止使用 Executors 去創(chuàng)建線程池，而是推薦自己去創(chuàng)建 ThreadPoolExecutor 的原因

OOM異常測(cè)試

理論上會(huì)出現(xiàn) OOM 異常，必須測(cè)試一波驗(yàn)證之前的說法： 測(cè)試類：TaskTest.java

public class TaskTest {
 public static void main(String[] args) {
  ExecutorService es = Executors.newCachedThreadPool();
  int i = 0;
  while (true) {
   es.submit(new Task(i++));
  }
 }
}

使用 Executors 創(chuàng)建的 CachedThreadPool ，往線程池中無限添加線程 在啟動(dòng)測(cè)試類之前先將 JVM 內(nèi)存調(diào)整小一點(diǎn)，不然很容易將電腦跑出問題【別問我為什么知道，是鐵憨憨甜沒錯(cuò)了！！！】，在 idea 里： Run -> Edit Configurations

JVM

參數(shù)說明：

• -Xms10M => Java Heap內(nèi)存初始化值

• -Xmx10M => Java Heap內(nèi)存最大值

運(yùn)行結(jié)果：

Exception: java.lang.OutOfMemoryError thrown from the UncaughtExceptionHandler in thread "main"
Disconnected from the target VM, address: '127.0.0.1:60416', transport: 'socket'

創(chuàng)建到3w多個(gè)線程的時(shí)候開始報(bào) OOM 錯(cuò)誤

另外兩個(gè)線程池就不做測(cè)試了，測(cè)試方法一致，只是創(chuàng)建的線程池不一樣

如何定義線程池參數(shù)

•  CPU密集型 => 線程池的大小推薦為 CPU 數(shù)量 + 1， CPU 數(shù)量可以根據(jù) Runtime.availableProcessors 方法獲取

• IO密集型 => CPU 數(shù)量 * CPU 利用率 * (1 + 線程等待時(shí)間/線程CPU時(shí)間)

• 混合型 => 將任務(wù)分為 CPU 密集型和 IO 密集型，然后分別使用不同的線程池去處理，從而使每個(gè)線程池可以根據(jù)各自的工作負(fù)載來調(diào)整

• 阻塞隊(duì)列 => 推薦使用有界隊(duì)列，有界隊(duì)列有助于避免資源耗盡的情況發(fā)生

• 拒絕策略 => 默認(rèn)采用的是 AbortPolicy 拒絕策略，直接在程序中拋出 RejectedExecutionException 異?！疽?yàn)槭沁\(yùn)行時(shí)異常，不強(qiáng)制 catch 】，這種處理方式不夠優(yōu)雅。處理拒絕策略有以下幾種比較推薦：

• 在程序中捕獲 RejectedExecutionException 異常，在捕獲異常中對(duì)任務(wù)進(jìn)行處理。針對(duì)默認(rèn)拒絕策略

• 使用 CallerRunsPolicy 拒絕策略，該策略會(huì)將任務(wù)交給調(diào)用execute的線程執(zhí)行【一般為主線程】，此時(shí)主線程將在一段時(shí)間內(nèi)不能提交任何任務(wù)，從而使工作線程處理正在執(zhí)行的任務(wù)。此時(shí)提交的線程將被保存在 TCP 隊(duì)列中，TCP隊(duì)列滿將會(huì)影響客戶端，這是一種平緩的性能降低

• 自定義拒絕策略，只需要實(shí)現(xiàn) RejectedExecutionHandler 接口即可

• 如果任務(wù)不是特別重要，使用 DiscardPolicy 和 DiscardOldestPolicy 拒絕策略將任務(wù)丟棄也是可以的

如果使用Executors的靜態(tài)方法創(chuàng)建 ThreadPoolExecutor 對(duì)象，可以通過使用 Semaphore 對(duì)任務(wù)的執(zhí)行進(jìn)行限流也可以避免出現(xiàn) OOM 異常

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